公路施工工藝和施工質量控制分析

1 引言

路網結構隨著城市化進程的推進而日漸完善， 公路工程數量及規模在此期間均得到提高，在此形勢下，為切實保障公路基礎設施運行效果，營造優異交通體驗，應對公路工程項目施工工藝進行把控，并基于工程概況落實技術，優化細節，采用控制措施保障施工質量。

2 工程概況

某高速公路工程項目主線全長214.298 km， 為雙向4 車道，公路內包含互通立交段，起點至互通立交段路基寬度與設計速度分別為26 m，100 km/h；互通立交至公路終點段路基寬度、設計速度分別為28 m，120 km/h。 案例項目路面結構從下至上分別為級配碎石墊層（20 cm）、4%水泥碎石基層（20 cm）、5%水泥碎石基層（35 cm）、瀝青碎石封層（1 cm）、瀝青混凝土下面層（8 cm）、改性瀝青混凝土中面層（6 cm）、改性瀝青混凝土表面層（4 cm）。 為了更好地把控施工質量，切實發揮施工工藝效果，應于施工期間設置試驗段，根據試驗段具體表現確定施工工藝參數。

3 基于公路工程實例的施工工藝分析

3.1 混合料拌和

3.2 混合料運輸

公路工程項目運輸混合料時需借助自卸車等機械設備，根據攤鋪能力、工程進度選擇自卸車規格，合理確定其數量。為避免混合料運輸期間固結， 需于拌和工藝結束后立即運輸至公路工程施工現場，裝載期間注意移動混合料，運用雙層帆布、防水布覆蓋運料車，采用該方式控制含水量，避免運輸期間含水量大幅下降而影響混合料質量。

3.3 攤鋪施工

結合案例公路工程實際情況看， 公路基礎設施壓實厚度以35 cm 為標準，在此條件下，將松鋪系數確定為1.26，通過計算得出松鋪厚度為44.10 cm。 在具體攤鋪施工期間，采用分段攤鋪的形式進行作業，并按照1.5 km/h 的速度進行攤鋪，保持勻速前進。 現場測量試驗段基層頂面高程、攤鋪頂面、路基底面的相對高差，最終確定試驗段的松鋪系數參數為1.24。

3.4 碾壓施工

借助攤鋪機夯錘進行路面預壓， 然后用壓路機正式實時碾壓工藝。 在案例公路工程項目中，共運用5 臺壓路機，分別為2 臺振動壓路機（20 t）、2 臺膠輪壓路機（26 t）、1 臺雙鋼輪壓路機 （12 t）， 在不同類型壓路機的協同配合下進行碾壓施工。 初壓施工時應用的機械設備為雙鋼輪振動壓路機，以1.5～1.7 km/h 的速度靜壓1 次；復壓運用雙鋼輪振動壓路機以1.8～2.2 km/h 的速度振壓2 次； 終壓借助輪胎壓路機以1.5～1.7 km/h 的速度碾壓2 次， 待輪跡徹底消除后完成碾壓工序。

碾壓期間需對行進速度精細化控制，以“先慢后快”“先輕后重”“兩側向中心” 為原則進行碾壓施工， 同時還需碾壓到位，不可出現推移、堆積、留有空白的現象。 為保障碾壓施工質量，應于碾壓期間注意以下幾點。

1）完成攤鋪作業后適當人工修整，待含水量參數為最佳狀態時，立即進行碾壓。

2）基于施工現場蒸發量、氣候條件，在30～50 m 區間范圍內對碾壓長度合理調節，用于保障碾壓效果。

3）碾壓期間要求混合料表面維持濕潤狀態，若于晴天施工，為避免蒸發而影響碾壓效果，需及時灑水處理。

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4）壓路機不可于碾壓期間出現急剎車、隨意調頭等行為，以免破壞公路基層表面。

5）完成終壓作業后注意檢測壓實度，若壓實度達標（大于98%）則可進入下一道工序。

3.5 公路養護

施工完成后，采用灑水方式進行養護，并借助“一布一膜”對公路基礎設施進行全面覆蓋。 灑水期間應選擇噴霧式噴頭，防止灑水過于集中而破壞公路設施結構。 在具體養護期間，需根據公路工程施工現場所在地天氣狀況確定灑水次數， 確保公路設施表面可在養護期間持續保持濕潤。 公路基礎設施完成養護后，需及時清除路面覆蓋物及雜物。

4 公路工程項目質量控制措施

4.1 質量控制方法

案例工程為高質量完成施工作業設置了試驗段， 用于確定施工工藝參數，及時發現施工工藝不足而進行調整。 在質量控制期間，工程項目對試驗段水泥用量、礦料配比、含水量等展開檢測，采用梳理統計法計算各類參數指標的變異性，根據指標變異性具體情況展開控制。 本次選用變異系數、標準偏差了解該公路工程項目施工期間的變形情況。 計算公式如下：

式（1）、式（2）中，σ 為樣本標準偏差；Cv為變異系數；xi、分別為樣本值、樣本平均值；n 為樣本數量。按照上述公式計算得出施工指標的變異系數， 所得結果越小， 證明指標偏離情況越小，風險越低，質量越高，反之相反。

4.2 控制水泥用量

4.2.1 分析水泥用量數據

從試驗段拌和站輸送帶取樣， 采用EDTA 滴定法檢測混合料內水泥用料，并計算水泥用量標準偏差及變異系數，具體情況可見表1。

表1 混合料內水泥用料數據分析

根據表1 數據可知， 案例公路工程試驗段水泥用量指標存在一定變異性，繼而導致公路各部分強度不均，投運后易形成裂縫病害。 JTG/TF 20—2015《公路路面基層施工技術細則》指出，水泥用料不可低于1%設計值，當前用量數據符合標準，但水泥用量存在偏差，針對該問題，需于質量控制期間降低水泥用量變異性，消除用量偏差[1]。

4.2.2 控制水泥用量變異性

為有效控制水泥用量偏差，需增強拌和均勻性。 若混合料拌和過程存在偏差，則水泥用量數據必要會出現變異情況，故必須加強對拌和作業的重視。 案例公路工程在質量控制過程中，增設試拌環節，用于明確最佳拌和時間，精細化控制拌和參數，防止出現超額拌和現象。

4.3 控制礦料級配

4.3.1 級配檢測數據

完成水穩料取樣后，基于水洗法組織篩分試驗，得出工程施工所用礦料級配結果，并計算得出礦料級配數據。 由表2 可知，0.075 mm 篩孔存在較高變異系數，偏差較大，礦料易發生離析問題，因此，為保障公路工程項目施工質量，需對礦料級配進行改善優化[2]。

表2 礦料級配數據分析

4.3.2 級配改善措施

1）明確粗集料標準。 合理篩分不同規格的粗集料，對粗集料內細集料進行控制， 以防粗細集料過度混合而造成較高偏差。 在具體施工期間，嚴格控制粗集料關鍵篩孔通過率，其標準見表3。

表3 粗集料關鍵篩孔通過率標準

2）設置隔離屋。 考慮到各類集料不可避免地存在變異性，故可于施工期間設置隔離物，做好料堆間的隔絕工作，防止各類集料在存儲堆積期間出現混合。

4.4 控制含水量

4.4.1 含水量數據

為最大限度地保障質量控制效果， 采用烘干法測試含水量，經檢測與計算分析發現，公路基礎設施基層含水量標準偏差及變異系數分別為5.1%，0.3， 拌和站材料含水量標準偏差及變異系數分別為3.9%，0.2。根據該數據可見，拌和站中混合料的含水量低于公路工程施工所用材料的含水量， 意味著在施工期間混合料含水量增加，為保障公路工程施工質量，需對混合料含水量加以控制。

4.4.2 含水量改善措施

為有效降低混合料含水量， 需做好料場內材料的檢測與控制工作，進行覆蓋處理，并合理選擇供水量控制方式，通過精細化控制供水量，避免出現含水量不達標現象。 表4 為常用供水量控制方式的對比情況，結合數據可見，在信息化時代，應優先選用“水泵+ 智能旋渦流量計”方式，以此嚴格把控供水量精度，間接改善公路工程混合料含水量指標，達到質量控制目的[3]。

表4 供水量控制方式對比

5 結語